内容正文:
第四章 第6节 光的偏振 激光
问题导入
在观看立体电影时,观众要戴上特制的眼镜,如果不戴这副眼镜,银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么?
知识梳理
一、机械波的偏振
1.偏振现象:不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”。横波的振动方向称为“偏振方向”。
说明:让绳穿过一块带有狭缝的木板,将狭缝与振动方向平行放置,绳上的横波能穿过狭缝(如图甲);将狭缝与振动方向垂直放置,横波则不能穿过狭缝(如图乙)。而对于纵波,例如在一条弹簧上传播的纵波,无论狭缝的取向如何,波都能穿过。
结论:偏振现象表明光是一种横波
二、光的偏振
1.情景探究:
(1)让阳光或灯光通过偏振片 P,在 P 的另一侧观察(如图甲),观察透射光的强度有什么变化?如果以光的传播方向为轴旋转偏振片 P,透射光的强度又如何变化吗?
可以看到偏振片是透明的,只是透射光暗了一些;继续旋转偏振片 P,透射光的强度不发生变化。
(2)在偏振片 P 的后面再放置另一个偏振片Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片 Q,观察通过两块偏振片的透射光的强度变化?
当偏振片Q的透振方向与偏振片 P的透振方向平行时,透射强度与只有偏振片P时的强度一样(如图乙)。继续旋转偏振片Q,亮度变暗,当偏振片Q的透振方向与偏振片 P的透振方向垂直时,亮度最暗(如图丙)。
(3)上面演示的现象说明光是属于纵波还是横波?
2.自然光:太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同,这种光是“自然光”。
3.偏振光:光在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定的方向振动,这种光叫作偏振光。例如通过偏振片的光波就是偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光。
3.偏振现象的应用:
(1)摄影技术中的应用:拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时,由于水面和玻璃表面的反射光的干扰,景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片,转动滤光片,让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光,而使水下和玻璃后的景象清晰。
(2)3D眼镜:就是一对透振方向互相垂直的偏振片。
特点 应用
相干性 激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点,具有高度的相干性 光纤通信
平行度 激